Calculo y dimensionamiento de conexiones y uniones a tierra ¡¡¡ PREMIUM !!!

En este artículo, veremos el dimensionamiento y calculo adecuado de los conductores de conexión a tierra (Grounding) y unión equipotencial a tierra (Bonding).

En el Código Eléctrico Nacional (NEC) o NFPA y NTC2050, hay tres tablas principales que se usan para dimensionar los conductores mínimos de conexión a tierra y unión equipotencial.

Primero, tenemos la Tabla 250.66 (Conductores que van hacia el electrodo de puesta a tierra para sistemas de corriente alterna – GEC).

Luego tenemos la tabla 250.102 (C) (1) (Conductor puesto a tierra intencionalmente (GROUNDED, comúnmente es el neutro, sin embargo no siempre es así, grounded también puede ser la carcaza metálica de un tablero puesto a tierra intencionalmente), puente de conexión a tierra principal (main bonding jumper –MAIN BND JMPR), puente de conexión a tierra del sistema (System bonding jumper – SYSTEM BND JMPR) y puente de conexión a tierra del lado de suministro (Supply-side bonding jumper – SS BND JMPR) para sistemas de corriente alterna).

Finalmente, tenemos la Tabla 250.122 (Conductores mínimos de conexión a tierra de equipos y canalizaciones, Equipment Grounding Conductors – EQUIP GND COND).

CONDCUTORES DE CONEXION A TIERRA GROUNDEING AND BONDING NEC NFPA 70 NTC2050

Discutiremos todas las anteriores tablas y sistemas de conexión a tierra  con mayor detalle a lo largo del siguiente artículo.

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Calculo y dimensionamiento del conductor puesto a tierra (grounded) 

Cuando se habla de la conexión a tierra (Grounding) y unión equipotencial a tierra (Bonding), es fundamental utilizar la terminología adecuada.

Cuando se trata de la conexión a tierra y unión, es imperativo que todos estén en sintonía mediante el uso de términos adecuados y definidos utilizados en el NEC/NFPA70/NTC2050.

Con eso en mente, definamos a qué conductor nos referimos antes de discutir el tamaño de dichos conductores. En el artículo 100, el NEC/NFPA70/NTC2050 se define el conductor puesto a tierra (Grounded) como «Conductor
de un sistema o de un circuito puesto a tierra intencionalmente.».

Para facilitar la comprensión del dimensionamiento del conductor puesto a tierra (Grounded), en algunos casos asociaremos este al conductor neutro porque comúnmente el neutro es un conductor puesto a tierra, sin embargo grounded también se refiere a la conexión a tierra de los tableros y transformadores, por lo tanto no siempre Grounded, se refiere al neutro (Neutral) como lo explicamos en el articulo :»Diferencia entre conductor puesto a tierra y neutro (Grounded vs Neutral)» y aclaramos en la siguiente imagen:

explicacion grounded

Un conjunto importante de requisitos para conductores puestos a tierra (grounded) se encuentra en 250.24 (C). Esta sección requiere que cuando un sistema de AC que opera a 1000 voltios o menos esté conectado a tierra en cualquier punto, se requiera que el conductor conectado a tierra (generalmente un conductor neutro) esté en cada medio de desconexión del alimentador y conectado al gabinete (generalmente a través de la conexión de un puente principal de conexión a tierra (main bonding jumper) .

Los requisitos básicos para el tamaño del conductor de conexión a tierra grounded varían con la carga calculada de acuerdo con 220.61.

Es de vital importancia entender que las tablas para el dimensionamiento del conductor puesto a tierra grounded  definen el mínimo calibre por seguridad, sin embargo para el calculo del neutro se debe tener en cuenta la carga máxima desequilibrada entre el neutro y cualquier conductor sin conexión a tierra y las cargas no lineales.

¿Como dimensionar y calcular el conductor puesto a tierra (grounded)?

Primero, se debe realizar un cálculo de carga de acuerdo con 220.61 para determinar el tamaño de los conductores de acometida.

En segundo lugar, el tamaño mínimo de un conductor puesto a tierra (grounded, comúnmente utilizado como neutro) debe determinarse…
a partir de 250,24 (C) (1) o (C) (2). La Sección 250.24 (C) (1) requiere que el conductor conectado a tierra (grounded) tenga el tamaño de la Tabla 250.102 (C) (1) y se consideren las Notas de la Tabla 250.102 (C) (1).

Con esta tabla, el tamaño mínimo del conductor conectado a tierra (grounded) se basará en el tamaño del conductor sin conexión a tierra más grande (fases) o área equivalente para conductores en paralelos (AWG / kcmil).

Dimensionamiento de conductor neutro grounded 3
Dimensionamiento de conductor neutro (Neutral)

En el caso del neutro que en muchos casos es igual al conductor puesto a tierra (Grounded) para controlar la carga máxima desequilibrada, se debe calcular la ampacidad de la carga neutra.

Considere la carga neutra (en amperios) siempre que utilice un neutro junto con uno o más conductores de fase sin conexión a tierra.

En circuitos monofásicos que utilizan un conductor sin conexión a tierra (Fase) y un neutro, este ultimo transportará la misma cantidad de corriente que el conductor de fase sin conexión a tierra. Por otro lado para un circuito de dos cables (fases) y un neutro que es raro verlo, el neutro deberá transportar la corriente total en amperios de ambos conductores de fase; sin embargo esta practica no es aceptada.

El calculo del conductor neutro lo determinara el mayor resultado entre el calculo del conductor grounded y el calculo del neutro (Neutral).

Ejemplo de calculo del conductor puesto a tierra (grounded), utilizado como neutro, para carga desequilibrada.

Considere que los conductores de fase que alimentan el tablero principal en nuestro ejemplo son conductores de cobre THWN de 600 kcmil (terminales de 60 grados C / 75 grados C). Puede determinar el tamaño del conductor neutro mediante:

Paso 1: Determine la carga en cada conductor de fase. L1 = 112A, L2 = 110A y L3 = 106A.

Paso 2: Calcule la carga máxima desequilibrada. L1 = 112A.

Paso 3: Seleccione el conductor neutro del tamaño adecuado según la Tabla Tabla 310.15(B)(16). Donde para 112A se requiere un conductor No. 2 AWG mínimo.

Tabla 310.15(B)(16)
Tabla 310.15(B)(16)

Importante: Según la NEC/NFPA70/NTC2050 se requiere que aumente el tamaño del neutro en un sistema trifásico, de 4 cables y conectado en estrella si una parte importante de la carga consiste en cargas no lineales saturadas con armónicos de corrientes.

El art. 220 advierte de este problema. Incluso, es posible que deba duplicar el tamaño neutro o los filtros de armónicos instalados para corregir el problema. El Retie en Colombia informa de un 173% de aumento del neutro sobre las fases para estos casos.

Ejemplos de calculo del mínimo conductor puesto a tierra (grounded)

1. Una acometida que consta de un conductor de cobre de 250 kcmil por fase requeriría un conductor puesto a tierra (grounded) de mínimo… 2 AWG Cobre o 1/0 AWG aluminio, según la tabla 250.102 (C)(1).

Tabla 250.102 (C) (1). Conductor conectado a tierra, puente de conexión principal, puente de conexión del sistema y puente de conexión del lado de suministro para sistemas de corriente alterna.
Tabla 250.102 (C) (1). Conductor conectado a tierra, puente de conexión principal, puente de conexión del sistema y puente de conexión del lado de suministro para sistemas de corriente alterna.

2. Si una acometida consta de tres conductores de cobre de 250 kcmil por fase en paralelo (equivalente a 750 kcmil), el conductor conectado a tierra (grounded) debería tener un tamaño mínimo de 2/0 AWG Cobre o 4/0 AWG o aluminio.

La Nota 1 de la Tabla 250.102 (C) (1) introduce la “regla del 12.5 %”, que establece que si los conductores del alimentador sin conexión a tierra (Fases) son más grandes que 1100 kcmil de cobre o 1750 kcmil de aluminio [que es tan grande como la Tabla 250.102 (C) (1) indica] , se requeriría que el conductor conectado a tierra (Grounded) tenga un área no menor al 12,5% del área del conductor de suministro sin conexión a tierra más grande o área equivalente para conductores de suministro en paralelo (Fases).

Un ejemplo de lo anterior sería un alimentador con seis conductores de cobre 4/0 AWG por fase. ¿Cuántas mils circulares hay en cada conductor de cobre 4/0 AWG? Para obtener esta respuesta, necesitaremos visitar el Capítulo 9, Tabla 8 de NEC . Esta tabla del Capítulo 9 revela que un conductor de cobre 4/0 AWG consta de 211,600 mils circulares. En nuestro ejemplo, tenemos seis de estos conductores por fase.

Tabla 8, NEC/NFPA70/NTC2050
Tabla 8, NEC/NFPA70/NTC2050

Las matemáticas rápidas nos dirían que estos (6) conductores de cobre 4/0 AWG son el equivalente a 1,269,600 mils circulares [6 X 211,600 = 1,269,600 cm].

Este valor circular total en mil excede el valor más grande de 1100 kcmil de cobre referenciado que se encuentra en la parte inferior de la Tabla 250.102 (C) (1).

De acuerdo con la Nota 1 de la Tabla 250.102 (C) (1), ahora tendríamos que aplicar la «regla del 12,5 %» a estos 1.269.600 mils circulares para revelar el tamaño mínimo de conductor a tierra (Grounded) necesario para estos seis conductores de cobre 4/0 AWG por fase. 

Nuevamente, nuestra matemática rápida indicaría que el 12.5 % de 1,269,600 mils circulares es 158,700 mils circulares [1,269,600 cm x .125 = 158,700 cm].

Para seleccionar un conductor conectado a tierra con al menos este valor de 158,700 mils circulares, tendremos que volver al Capítulo 9, Tabla 8.

De acuerdo con la Tabla 8, un conductor 2/0 AWG equivale a 133,100 mils circulares, mientras que un 3/0 AWG El conductor consta de 167,800 milipulgadas circulares, por lo que un cobre de 3/0 AWG sería el tamaño mínimo de conductor con conexión a tierra (Grounded) para seis conductores de cobre 4/0 AWG sin conexión a tierra por fase.

Dimensionamiento y calculo de conductores de electrodos de puesta a tierra (Grounding Electrode Conductor)

Para aclarar, el artículo 100 del NEC/NFPA70/NTC2050 define un electrodo de puesta a tierra como «un objeto conductor a través del cual se establece una conexión directa a tierra». Un conductor de electrodo de puesta a tierra se define como «Conductor utilizado para conectar el conductor puesto a tierra del sistema o el equipo al electrodo de puesta a tierra o a un punto en el sistema del electrodo de puesta a tierra».

Para dimensionar un conductor de electrodo de puesta a tierra (GEC, por sus siglas en ingles) para un solo alimentador, se requiere que el conductor del electrodo de puesta a tierra tenga el tamaño… de acuerdo con 250.66 y la tabla 250.66.

Se requiere que ese conductor tenga un tamaño mínimo de cobre 8 AWG y no es necesario que sea mayor que el 3/0 AWG cobre.

Donde se instalen conductores de electrodo de puesta a tierra de aluminio o aluminio revestido de cobre, se requiere que no sean menores a 6 AWG ni mayores a 250 kcmil.

El tamaño del conductor del electrodo de conexión a tierra se basa en el tamaño de los conductores de entrada de acometida sin conexión a tierra más grandes o el área equivalente total para conductores paralelos (AWG / kcmil).

La tabla 250.66 se basa en una relación de tamaño de conductor y no en el amperaje/corriente del disyuntor o fusible en el tablero.

Ejemplo de calculo de conductor de electrodo de puesta a tierra (GEC)

Ejemplo 1, donde se instalan conductores de alimentación de 3/0 AWG cobre, el conductor del electrodo de puesta a tierra de tamaño mínimo es… de 4 AWG cobre o 2 AWG aluminio, según tabla 250.66.

Tabla 250.66
Tabla 250.66

Ejemplo 2. Si se instalan conductores de alimentación de 750 kcmil aluminio, se necesitará un conductor de electrodo de conexión a tierra de… 1/0 AWG cobre o 3/0 AWG aluminio, según tabla 250.66.

Cualquier conductor de alimentación sin conexión a tierra con un tamaño de más de 1100 kcmil de cobre o más de 1750 kcmil de aluminio o aluminio revestido de cobre requeriría un conductor de electrodo de conexión a tierra de un tamaño máximo de 3/0 AWG cobre o conductores de 250 kcmil aluminio o aluminio revestido de cobre.

Cuando los conductores de alimentación se instalan en paralelo [según lo permitido por 310.10 (G)] , el área circular en mil de un conjunto de conductores paralelos se suma y se trata como un solo conductor con el propósito de dimensionar un GEC (Grounding Electrode Conductor, según sus siglas en ingles).

Ejemplo 3. Cuatro conductores de alimentación de aluminio de 250 kcmil por fase instalados en paralelo que se consideran un solo conductor de aluminio de 1000 kcmil. De acuerdo con la Tabla 250.66, estos cuatro conductores de entrada en aluminio de 250 kcmil requerirían un conductor GEC de… cobre 2/0 AWG o aluminio 4/0 o aluminio revestido de cobre.

Calculo y dimensionamiento de los puentes de unión a tierra (Bonding jumper)

Bonding jumpers

La Sección 250.53 (C) requiere que los puentes de unión (Bonding jumper) utilizados para conectar los sistemas de puesta a tierra como se ve en las imágenes, se instalen de acuerdo con los requisitos de 250.64 (A), (B) y (E).

Bonding jumpers 2

El puente de unión a tierra (Bonding jumper) debe tener un tamaño de acuerdo con… 250.66 y la Tabla 250.66 según el tamaño de los conductores de fase de acometida de servicio y debe conectarse de la manera especificada en 250.70 (métodos de conexión a tierra y conexiones de conductores a electrodos).

Calculo y dimensionamiento de los conductores de puesta a tierra de equipos (Equiment Grounding Conductors – EGC)

Una mirada más cercana al Artículo 100 del NEC revela que la definición de un conductor de puesta a tierra de equipos es: “La(s) trayectoria(s) conductora(s) que proveen una trayectoria de corriente de falla a tierra y conecte(n) entre sí piezas de metal de equipos que normalmente no sean portadoras de corriente y al conductor puesto a tierra del sistema o al conductor del electrodo de puesta a tierra o a ambos. «

Calculo y seleccion de conductor de puesta a tierra de equipos

Una revisión de esta definición muestra claramente que el conductor de puesta a tierra del equipo (EGC, por sus siglas en ingles) realiza funciones tanto de puesta a tierra como de unión, y eso se refuerza con una Nota informativa que sigue a la definición.

«NOTA INFORMATIVA Nro. 1: Se reconoce que el conductor de puesta a tierra del equipo también provee conexión equipotencial.

NOTA INFORMATIVA Nro. 2. Véase 250.118 para un listado de conductores aceptables de puesta a tierra de los equipos.»

El conductor sin conexión a tierra (fase) generalmente disminuye de tamaño a medida que avanza a través de dispositivos de sobrecorriente cada vez más pequeños aguas abajo.

Los requisitos específicos para dimensionar los conductores de puesta a tierra del equipo se proporcionan en las siguientes referencias del Código :

Requisitos generales de dimensionamiento, 250.122 (A); EGC que aumentan de tamaño, 250,122 (B); EGC para circuitos múltiples, 250.122 (C); EGC del circuito del motor, 250.122 (D); Cable flexible y alambre para accesorios EGC, 250.122 (E); y conductores EGC en paralelo, 250,122 (F).

La Sección 250.122 (A) proporciona los requisitos generales para dimensionar un conductor de puesta a tierra de un equipo. Esta sección se refiere a la Tabla 250.122 para determinar el tamaño mínimo de un conductor que debe usarse como conductor de puesta a tierra de un equipo.

Calibre mínimo de conductores de puesta a tierra de equipos para puesta a tierra de canalizaciones y equipos
Calibre mínimo de conductores de puesta a tierra de equipos para puesta a tierrade canalizaciones y equipos.

Esta tabla clasifica los EGC en función de los amperios del dispositivo de protección contra sobrecorriente delante del conductor, a diferencia de las otras tablas anteriores que usamos [Tabla 250.66 y Tabla 250.102 (C) (1)] que se basan en el tamaño de los conductores de fase sin conexión a tierra para dimensionar conductores de puesta a tierra y de unión.

Ejemplo de calculo y dimensionamiento de conductores de puesta a tierra de equipos

Por ejemplo, utilizando la Tabla 250.122, si la protección contra sobrecorriente delante de un circuito o alimentador es de 225 amperios, el conductor de puesta a tierra del equipo de tamaño mínimo se encuentra de la siguiente manera:

En la Tabla 250.122, siga la primera columna, que da el amperaje del dispositivo de sobrecorriente, y vaya hacia abajo para encontrar el valor nominal que iguale o supere los 225 amperios.

Dado que no se encuentran 225 amperios, pase al siguiente tamaño más grande, que es 300 amperios. La clasificación de 225 amperios es mayor que la de 200 amperios pero menor que la de 300 amperios. Siga esa línea de forma horizontal y encuentre que el tamaño mínimo de cable de cobre para conexión de tierra de equipos es 4 AWG, y para aluminio o aluminio revestido de cobre, se necesitaría un tamaño mínimo de 2 AWG.

Siga un proceso similar para determinar el tamaño mínimo de conductor de puesta tierra de equipos para cualquier instalación.

Para algunas instalaciones, el mínimo proporcionado en la Tabla 250.122 es inadecuado, en estas situaciones, la nota debajo de la Tabla 250.122 establece que: «cuando sea necesario cumplir con 250.4 (A) (5) o 250.4 (B) (4), el conductor de puesta a tierra del equipo debe tener un tamaño mayor que el que se indica en esta tabla».

Las notas que forman parte de las tablas del NEC son obligatorias (a diferencia de las notas informativas) . Las dos razones principales por las que se debe aplicar esta nota son:

(1) Corriente de falla muy alta que puede dañar o derretir el conductor de puesta a tierra del equipo.

(2) Longitudes largas que deben compensarse para proporcionar la ruta de baja impedancia permitir la operacion del dispositivo de sobrecorriente. .

La Sección 250.122 (B) requiere que “si los conductores sin conexión a tierra (Fases) aumentan de tamaño por cualquier motivo que no sea el requerido en 310.15 (B) y 310.15 (C), los conductores de conexión a tierra de equipos, deben incrementarse en tamaño proporcionalmente de acuerdo con al área circular mil de los conductores sin conexión a tierra «.

Ejemplo de calculo y dimensionamiento de aumento por caída de tensión de conductores de puesta a tierra de equipos

Un ejemplo de un aumento en el tamaño de los conductores sin conexión a tierra podría ser compensar los problemas de caída de voltaje en un circuito ramal o alimentador muy largo.

Esto significa que cuando se aumenta el tamaño de un alimentador o conductor de circuito ramal (excepto para la aplicación de factores de corrección o ajuste), se requerirá que el conductor de puesta a tierra del equipo se incremente en no menos de la misma proporción que la se incrementan los conductores del alimentador o del circuito.

Por ejemplo, se instalará un alimentador con protección de 200 amperios en un edificio grande. Se determina que la caída de voltaje sería excesiva para este alimentador, por lo tanto se selecciona un conductor de cobre de…250 kcmil para el alimentador en lugar de instalar el conductor de cobre 3/0 AWG que se requeriría para 200 amperios según la Tabla 310.15(B)(16).

La Tabla 250.122 normalmente requiere un conductor de conexión a tierra de equipo de cobre # 6 AWG para el dispositivo de sobrecorriente de 200 amperios.

Sin embargo para determinar el conductor de puesta a tierra del equipo de tamaño mínimo requerido para este alimentador, necesitaríamos seguir los siguientes cálculos, una vez más, necesitaremos usar la Tabla 8 del Capítulo 9 de NEC:

Ajuste de conductor de puesta tierra de equipos proporcionalmente a los conductores de fase.

– El alimentador de 200 amperios normalmente requiere un conductor de cobre 3/0 AWG (según la Tabla 310.15(B)(16))

– Normalmente se instalaría un conductor de puesta a tierra de equipo…# 6 AWG para un alimentador de 200 amperios (Tabla 250.122)

– Sin embargo para una caída de voltaje excesiva, el tamaño del alimentador debe aumentarse de 3/0 AWG a 250 kcmil cobre

– 250 kcmill = 250,000 milésimas circulares (cm)

– El cobre 3/0 AWG es 167,800 mils circulares (según la Tabla 8, Capítulo 9 de NEC)

– 250.000 cm  ÷  167.800 cm = 1,49 (1,49 es el multiplicador o relación que debería aplicarse al tamaño de conductor de puesta tierra de equipo)

– 26,240 (milésimas circulares de 6 AWG) x 1,49 = 39,098 cm mínimo.

– Según la Tabla 8, Capítulo 9, el siguiente tamaño más grande requerido para el condductor de puesta a tierra de equipos sería un conductor de cobre de 4 AWG (41,740 cm).

Calculo y dimensionamiento de conductores de puesta a tierra de equipos para circuitos múltiples. 

La Sección 250.102 (C) permite que un solo conductor de puesta a tierra de equipo sirva a múltiples circuitos que están instalados en la misma canalización, cable o bandeja portacables.

Para utilizar este concepto de circuitos múltiples, se requeriría… que el conductor de puesta a tierra del equipo tenga un tamaño basado en el amperaje del dispositivo de sobrecorriente más grande que protege cualquiera de los circuitos del grupo.

Conductor de puesta tierra circuitos multiples de equipos

Ejemplo de calculo de conductor de puesta a tierra de equipos para circuitos multiples

Por ejemplo, en un ducto que contiene cuatro circuitos ramales que tienen protección contra sobrecorriente nominal de 20 amperios, 30 amperios, 50 amperios y 60 amperios. Se permite un solo conductor de conexión a tierra de equipo de… 10 AWG para dar servicio a todos los circuitos ramales en una única canalización.

El conductor de puesta a tierra de equipo individual de 10 AWG de tamaño mínimo se determina a partir de la Tabla 250.122 según el amperaje del dispositivo de sobrecorriente más grande (60 amperios).[ver 250.102 (D)]

También se permite un solo conductor de conexión a tierra del equipo para varios circuitos instalados en la misma bandeja portacables. Al igual que con una única canalización que contiene varios circuitos, el conductor de conexión a tierra del equipo se dimensionaría según la clasificación de amperaje del dispositivo de sobrecorriente más grande que protege cualquiera de los circuitos contenidos en la bandeja portacables.

Este conductor de puesta a tierra del equipo de la bandeja portacables también debería cumplir con los requisitos de 392.10 (B) (1) (c), que exige que un solo conductor utilizado como conductor de puesta a tierra del equipo en una bandeja de cables esté aislado, cubierto o desnudo. y tener un tamaño mínimo de 4 AWG o más.

Calculo y dimensionamiento de los puentes de unión principales (Main bonding jumper)

El artículo 100 del NEC define un puente de conexión principal como: «Conexión en la acometida, entre el conductor del circuito puesto a tierra y el conductor de puesta a tierra de equipos.».

Calculo del system bonding jumper

Donde se instale equipo de alimentación certificado (como tableros de distribución, tableros de control o centros de control de motores), el puente de conexión principal (Main bonding jumper) que se proporciona con el equipo está certificado para el tamaño de los conductores que se instalarían en la entrada de alimentación según el amperaje de dicho equipo.

El método para dimensionar el puente de unión principal (Main bonding jumper) en el equipo de acometida certificado se encuentra en el estándar de seguridad del producto para el equipo en consideración y es verificado por la organización de certificados (como UL, ETL, etc.) . Por lo tanto, el puente de conexión principal que es una barra colectora, una correa, un conductor o un tornillo proporcionado por el fabricante como parte del equipo certificado se puede utilizar sin calcular su idoneidad.

Si fuera necesario instalar un puente de conexión principal en el campo (como en una canaleta de cables que soporta desconexiones de acometidas), este puente de conexión principal debería tener un tamaño como lo informa el articulo 250.28 (D), que se refiere a… la Tabla 250.102 (C ) (1) .

Debido a que el puente de conexión principal debe llevar toda la corriente de falla a tierra del sistema de regreso al conductor de servicio con conexión a tierra (que puede ser un neutro), su tamaño debe dimensionarse de acuerdo con el amperaje de los conductores de acometida.

Para acometidas con conductores de entrada de servicio de menos de 1100 kcmil de cobre o 1750 kcmil de aluminio, se justifica el uso de la Tabla 250.102 (C ) (1).

Cuando los conductores de acometida de servicio son más grandes que estos valores, la Nota 1 de la Tabla 250.102 (C) (1) requiere que el puente de conexión principal sea un mínimo del 12 ½ por ciento del área de la sección transversal del conductor de entrada de servicio más grande.

Esta relación se basa en la capacidad del conductor para transportar la cantidad esperada de corriente de falla durante el período necesario para que el dispositivo de sobrecorriente se abra u opere e interrumpa el flujo de corriente.

Calculo y dimensionamiento de los puentes de conexión del sistema (System bonding jumper)

El puente de conexión del sistema es el primer componente para la conexión a tierra y la conexión de sistemas derivados por separado y se trata en 250.30 (A) (1).

Un puente de conexión a tierra del sistema se define como “Conexión entre el conductor del circuito puesto a tierra y el puente de conexión equipotencial del lado de la alimentación, o el conductor de puesta a tierra de equipos, o ambos, en un sistema derivado independiente.” (consulte el artículo 100 de NEC) .

La diferencia entre un puente de conexión del sistema y un puente de conexión principal es… su ubicación (Ver imagen anterior). Los puentes de conexión principales se encuentran en las entradas de acometidas y los puentes de conexión del sistema se encuentran en sistemas derivados por separado (Transformadores baja-baja).

Los puentes de conexión del sistema tienen el mismo tamaño que los puentes de conexión principales. Los puentes de conexión del sistema deberían tener un tamaño de acuerdo a 250.28 (D), que se refiere a la Tabla 250.102 (C ) (1).

Calculo y dimensionamiento de los puentes de conexión en el lado de la alimentación o suministro (Supply-side bonding jumpers)

El conductor de alimentación con conexión a tierra (neutro) generalmente proporciona la continuidad eléctrica entre la fuente de suministro (como el gabinete de un transformador de servicio público) y los diversos gabinetes o tableros de distribución (Ver imagen principal).

El puente de conexión del lado de la fuente funciona para transportar la corriente de falla a tierra de las fallas a tierra que ocurren en el lado de la fuente de la protección principal contra sobrecorriente y proporciona una ruta de baja impedancia para que la corriente de falla a tierra regrese a la fuente.

El puente de unión del lado de suministro o alimentación puede ser un conducto metálico no flexible o un conductor.

Un puente de unión del lado de suministro se define como «Un conductor instalado en el lado de alimentación de una acometida o dentro del(los) encerramientos(s) de equipo de acometida, o para un sistema derivado separado, que asegura la conductividad eléctrica entre las partes metálicas que se requiere estén eléctricamente conectadas. ” (véase el artículo 100 de la NEC) .

Los puentes de conexión del lado de suministro o alimentación deben tener un tamaño de acuerdo con… Tabla 250.102 (C ) (1). (canalización o cable sencillo ) o 250.102 (C) (2) (conductores paralelos instalados en dos o más canalizaciones o cables).

Estos requisitos requieren el uso de la Tabla 250.102 (C ) (1), donde los conductores de entrada de alimentación son menores que 1100 kcmil de cobre o 1750 kcmil de aluminio.

Ejemplo de calculo y dimensionamiento de puentes de conexión en el lado de la alimentación o suministro (Supply-side bonding jumpers)

Por ejemplo, cuando se instalan conductores de cobre de 250 kcmil como conductores de entrada de alimentación, la Tabla 250.102 (C ) (1) requiere un conductor de cobre…2 AWG o aluminio 1/0 AWG para el puente de conexión del lado de suministro o alimentación.

Cuando la suma del área circular en mil de los conductores de fase de entrada de servicio o alimentación exceda 1100 kcmil de cobre o 1750 kcmil de aluminio, en una sola canalización, el puente de unión del lado de suministro no debe ser menor al 12 ½ por ciento (0.125) del área de los conductores de fase sin conexión a tierra.

4 comentarios en «Calculo y dimensionamiento de conexiones y uniones a tierra <font color="E87D23">¡¡¡ PREMIUM !!!</font></strong>»

  1. Don Andrés. Tengo un par de consultas.

    1. Primera consulta. Sobre esta indicación:
    La Sección 250.122 (B) requiere que “si los conductores sin conexión a tierra (Fases) aumentan de tamaño por cualquier motivo que no sea el requerido en 310.15 (B) y 310.15 (C), los conductores de conexión a tierra de equipos deben incrementarse en tamaño proporcionalmente de acuerdo con al área circular mil de los conductores sin conexión a tierra «.

    El NEC 2014 indica lo siguiente:
    (B) Incremento en el calibre. Donde se incrementa el calibre de los conductores no puestos a tierra, del calibre mínimo que tiene una ampacidad suficiente para la instalación prevista, los conductores tipo cable de puesta a tierra de equipos, si están instalados, deben incrementarse proporcionalmente, de acuerdo con el área en kcmil de los conductores no puestos a tierra.

    Consulta: Cuándo hablamos de calibre mínimo que tiene una ampacidad suficiente, ¿estamos considerando que la ampacidad de ese conductor ya fue castigada (de ser necesario) por efecto de la temperatura ambiente o por ocupación dentro de la tubería? (Ejemplo: un cable #14 AWG Cu, que opera en un ambiente a 35°C debe castigarse a 94% su ampacidad) o su ampacidad se considera integra sin aplicar estos factores, y se verifican en conjunto con caída de voltaje o cortocircuito hasta la redimensión de las fases?

    2. Segunda Consulta:
    En un caso que se tenga un motor con las siguientes características:
    Potencia: 7.5hp, 3F
    Voltaje: 460V
    FLA: 11A
    OCPD: 30A
    Selección de conductores de fase (UGC): 11A * 1.25%: 13.75A (se selecciona cable #12 AWG THHN Cu)
    Selección de conductores de tierra (EGC): OCPD 30 A, indica que EGC mínimo según Tabla 250.122 sería: #10 AWG THHN Cu.

    Consulta:
    Si en el análisis de caída de tensión redimensiono el conductor de fase UGC pasando de #12 AWG THHN Cu a calibre #10 AWG THHN Cu. ¿Es necesario también redimensionar el conductor de tierra EGC, partiendo del hecho que el cable #10 AWG THHN Cu es válido hasta una protección OCPD de 60A?

    Agradezco tus comentarios. Saludos desde Costa Rica.

    • Javier, buenas tardes

      Siendo estrictos con la norma NEC si deberas crecerlo. El cable del circuito es No 12 — 6530CMIL pero por caida de tension lo subiste a No 10 — 10380CMIL, esto quiere decir un porcentaje de crecimiento 62%. debiso a esto deberas crecer tambien la tierra de la siguiente manera: Cable de tierra de No 10 — 10380CMIL, deberas crecerlo un 62%, por tanto 10380×1.62=16815CMIL, es equivalente aaproximadamente a un No 8.

      Saludos

      • No seria el 62% del calibre 12? 6530×1.62, me queda la duda.
        Por otra parte para circuitos multiples se permite un solo conductor con la proteccion mas alta, en una vivienda puedo usar un solo conductor de tierra para todos los circuitos de la vivienda? haciendo los respectivos empalmes ? lo permite el Retie?

        • Jesus, hola!

          El 62% es el crecimiento del No 12 vs el No 10. El retie informa que cada circuito debe tener su propia tierra.

          SAludos

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